计算机网络课件04

第4章

网络层

网络层基本概念

ISO定义

网络层为一个网络连接的两个传送实体间交换网络

服务数据单元提供功能和规程的方法，它使传送实体独

立于路由选择和交换的方式。

网络层与数据链路层的区别：

网络层是将源端发出的分组经各种途径送到目的端。

而数据链路层仅将数据帧从传输介质的一端送到另

一端。因此，网络层是处理端到端数据传输的最低层。

网络层要解决的关键问题

了解通信子网的拓扑结构，选择路由。

陈家琪计算机网络-第4章网络层3

广域网的基本概念

•构成：节点交换机+链路

•接入方式：多点接入

•主要任务：路由选择

•主要协议层：网络层

陈家琪计算机网络-第5章广域网

•在互联网中，主要特征是不同网络的“互连”。

•广域网是单个的网络，它使用结点交换机连接各主

机。

•结点交换机在单个网络中转发分组，

•路由器在多个网络构成的互联网中转发分组。

路由器

陈家琪计算机网络-第4章网络层5

网络层提供的服务

•为传输层提供服务

・网络层为接在网络上的主机所提供的服务

-无连接的网络服务（数据报服务）

•每个分组携带源地址和目的地址，被直接发送与

接收。

-面向连接的网络服务（虚电路服务）

•连接建立、数据传送和连接释放；

•每个分组只携带虚电路号沿着建立好的虚电路进

行传输。

陈家琪计算机网络-第4章网络层6

服务的实现

•数据报(datagram)服务

-每个分组都有目的站全地址；

-路由器对每个分组的路由都进行独立选择。

陈家琪计算机网络-第4章网络层7

服务的实现

•数据报(datagram)服务

-网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源

主机没有任何承诺；

-网络不保证所传送的分组不丢失，也不保证按源主机发

送分组的先后顺序，以及在时限内必须将分组交付给目

的主机》;

-当网络发生拥塞时，网络中的结点可根据情况将一些分

组丢弃；

-数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。

-实际上“尽最大努力交付”的服务，就是没有质量保证的

服务。

陈家琪计算机网络-第4章网络层8

服务的实现

•虚电路(virtualcircuit)月艮务

1.在连接建立阶段，各路由器就设置好路由标记；

2.在传输阶段，各路由器依据每个分组的个虚电路号所对

应的路由标记进行转发；

3.在连接释放阶段，各路由器撤销路由标记。

陈家琪计算机网络一期4章网络层9

服务的实现

•虚电路(virtualcircuit)月艮务

-在虚电路建立后，网络向用户提供的服务就好像

在两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。

-所有发送的分组都按顺序进入管道，然后按照先

进先出的原则沿着此管道传送到目的站主机；

-到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致，

因此网络提供虚电路服务对通信的服务质量

QoS(QualityofService)有较好的保证。

陈家琪计算机网络-第4章网络层10

两种服务的思路来源不同

•虚电路服务的思路来源于传统的电信网。

-电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此电信网

的结点交换机复杂而昂贵。

•数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的

控制功能分散，因而只能要求网络提供尽最大

努力的服务。

-可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来保证。

陈家琪计算机网络一第4章网络层11

数据报服务和虚电路服务特点

•网络上传送的报文长度，在很多情况下都很短。

-用数据报既迅速又经济。

-若用虚电路，为了传送一个分组而建立虚电路和释

放虚电路就显得太浪费网络资源了。

•分组的控制信息部分的开销

-在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地址信

息。

-在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带完整

的目的地址，而仅需要有个很简单的虚电路号码的

陈家琪计算机网络-第4章网络层12

数据报服务和虚电路服务特点

•差错控制和流量控制

-在使用数据报时，主机承担端到端的差错控制和流

量控制。

-在使用虚电路时，分组按顺序交付，网络可以负责

区错控制和流量控制。

•应用情形

-数据报服务对军事通信有其特殊的意义。当某个结

点发生故障时，后续的分组就可另选路由，因而提

高了可靠性。

—但在使用虚电路时，结点发生故障就必须重新建立

另一条虚电路。

-数据报服务还很适合于将一个分组发送到多个地址

（即广播或多播）。

陈家琪计算机网络-第4章网络层13

数据报服务和虚电路服务

优缺点的归纳

对比的方面虚电路服务数据报服务

思路可靠通信应当可靠通信应当

由网络来保证由用户主机来保证

连接的建立必须有不要

目的站地址仅在连接建立阶段每个分组都有

使用，每个分组使目的站的全地址

用短的虚电路号

陈家琪计算机网络-第4章网络层14

数据报服务和虚电路服务

优缺点的归纳

对比的方面虚电路服务数据报服务

分组的转发属于同一条虚电路每个分组独立选择

的分组均按照同一路由进行转发

路由进行转发

当结点出所有通过出故障的故障结点可能丢失

故障时结点的虚电路分组，一些路由

均不能工作可能会发生变化

陈家琪计算机网络-第4章网络层15

数据报服务和虚电路服务

优缺点的归纳

对比的方面虚电路服务数据报服务

分组的顺序总是按发送顺序到达目的站时不一定

到达目的站按发送顺序

端到端的可以由分组交换网由用户主机负责

差错处理和负责也可以由用户

流量控制主机负责

陈家琪计算机网络-第4章网络层16

因特网及协议

•因特网(Internet)是目前世界上最大的分布式计算机

网络的集合。

•在因特网中不存在一个统一管理的单位，而是有各个

本地网自己管理。

•因特网中最重要的是TCP/IP协议，这个网络通讯协

议使任意数目的计算机网可以互联在一起。

•IP协议(InternetProtocol)

-网际协议(网络层的协议)，实现异种机及异种网

的互连。

•TCP协议(TransmissionControlProtocol)

-传输控制协议(传输层的协议)

陈家琪计算机网络-第4章网络层17

IP协议(InternetProtocol)

•与IP协议配套使用的协议

-地址解析协议ARP

-反向地址解析协议RARP

-因特网控制报文协议ICMP

•在网络层,Internet可以看成是自治系统的集合，是

由网络组成的网络。

•网络之间互连的纽带是IP协议。

陈家琪计算机网络-第4章网络层18

IP地址(IPAddress)

4字节

•地址组成：网络号+主机号;

•IP地址长度：32bit（4Byte）网络号主机号

-网络号长度：整个网络所能容纳的子网数;

-主机号长度：每个子网所能容纳的主机数;

•IP地址分类：5类（A、B、C、D、E）

A类地址ByteByteByteByte

0网络号（7bit）主机号

适用于大型网络（特大型公司或政府机构），16,777,216台主机（224）

B类地址ByteByteByteByte

10网络号（14bit）主号

适用于中型网络（大型公司或机构），65,536台主机（216）

陈家琪计算机网络-第4章网络层19

C类地址ByteByteByteByte

110网络号(21bit)主号

适用于小型网络(小型公司或机构)，256台主机(28)

D类地址ByteByteByteByte

1110特殊用途(如，多目的广播地址)

主要留给因特网体系结构研究委员会IAB使用。

E类地址ByteByteByteByte

11110保留备用

•IP地址是网络中某一主机的标识。

•地址表示采用点分隔的十进制表示法。

•例：

陈家琪计算机网络-第4章网络层20

IP地址使用范［

网络类别最大网络数网络号范围最大主机数

A1261〜12616777214

B16382128.1-191.25465534

C2097150192.0.1-223.255.254254

IP地址全0时：表示为本主机；

IP地址全1时：点本网络上进行广播；

IP地址为127.X.X.X:用于本地软件回路测试；

•IP地址的分配

由Internet最高管理机构(ICANN)分配与管理。

我国用户可向亚太网络信息中心APNIC申请(交

费)。

•主机地址由本网络自己分配与管理。

陈家琪计算机网络-第4章网络层21

划分子网和构造超网

•为什么要研究子网和超网

-IP地址的有效利用率问题

-路由器的工作效率问题

•子网(subnet)

-将一个大的网络划分成几个较小的网络，而

每一个网络都有其自己的子网地址。

•超网(supernet)

-将一个组织所属的几个C类网络合并成为一

个更大地址范围的逻辑网络。_______________

陈家琪计算机网络-第4章网络层22

划分子网

•分而治之：为了便于管理和使用，可以将网络分成

若干供内部使用的部分-子网。对外界，该网络还

是一个单独的网络。

陈家琪计算机网络-第4章网络层23

一个B类网络

陈家琪计算机网络-第4章网络层24

一个B类网络一划分为3个子网的结构

子网142.10.2.X

14□2.10.2.114□

子网142.10.7.X

14□2.10.7.114□

—子网1:142.10.2.X

子网142.10.22.X

—子网2:142.10.7.X

—子网3:142.10.22.X□□

陈家琪计算机网络-第4章网络层25

•一个单位被分配到IP地址的网络号，后面的主机号

由本单位进行分配。本单位所有主机都使用同一个

网络号。

•本单位可将IP地址中的主机号字段划分出若干位作

为子网号字段。

•利用子网掩码来提供划分后的分界情况。

本地分配

IP地址网络号主机号

划分出子网号字段网络号子网号•主机号

子网掩码111...11111111!XX...XX

陈家琪计算机网络-第4章网络层26

掩码运算一IP地址与掩码按位进行“与”

IP地址：142.16.2.2110001110000100000000001000100101

掩码:255.255.0.011111111111111110000000000000000

网络地址：142.16.0.010001110000100000000000000000000

(a)没有划分子网

IP地址：142.16.2.21100011100001000000000001000100101

掩码：11111111111111111111111100000000

网络地址:142.16.2.010001110000100000000001000000000

(b)划分子网

陈家琪计算机网络-第4章网络层27

•采用子网掩码一实现三级分址;

•在本单位网络中的路由器收到一个分组时，首先检

查分组的IP地址中的网络号（此时不需子网掩码信

息，因为，从IP地址即可判断它是A类、B类、C类

地址）;

•若网络号不是本单位网络，则转发出去；

•若网络号是本单位网络，再检查IP地址中的子网络

号（IP地址和子网掩码进行与运算），

-若子网号不是本子网，则转发到本单位相应的子

网；

-若子网号是本子网，则依据主机号把分组送到本

路由器相应的端口上的主机；

陈家琪计算机网络-第4章网络层28

IP数据报

IP数据报=首部+数据

首部数据

-----------------IP数据报--------------

•IP数据报首部

-包含报文的控制信息

•源IP地址、目的IP地址；

•本报文携带的运输层数据属于何种协议（TCP、UDP、…）；

•本报文长度（最大65535,实际使用576字节）；

•首部校验和；

陈家琪计算机网络-第4章网络层29

IP数据报一首部格式

IP数据报首部=固定部分（20个字节）

+变长的可选部分（最长40字节）

32Bits

VersionIHLTypeofserviceTotallength

DM匚.u.

IdentificationFFFragmentoffset

TimetoliveProtocolHeaderchecksum

Sourceaddress源IP地址

Destinationaddress目的

二Options(0ormorewords);

陈家琪计算机网络-第4章网络层30

IP地址与硬件地址

假定：主机通过局域网进行网络互连。

首部应用层数据

IP地弋TCP才艮文二^网络层及以上

使用IP地址

硬件号口__二ip数据报》

睿部||尾部

链路层及以下

-----------MAC帧----------->使用硬件地址

在IP层抽象的互连网上只能看到的是IP数据报。

路由器只根据目的站的IP地址进行选路。

在具体的物理网络的链路层只能看到的是MAC帧。

陈家琪计算机网络-第4章网络层31

地址解析协议ARP

（TheAddressResolutionProtocol）

•解决IP地址与MAC地址的转换（映射）问题。

-IP地址是主机在网络层中的地址，为32bit;

-MAC地址是数据链路层中的硬件地址，为48bit;

•要发送的IP数据报必须转变为MAC帧，才能发送到网

络。因此需要在IP地址和MAC地址之间进行转换；

•若用户使用主机名字标识主机，因此需要在主机名字

和IP地址之间进行转换；

-对于小型网络，主叫主机通过hosts文件（主机名字

到IP地址转换的映射表）进行转换；

-对于大型网络，主叫主机通过网络中的域名系统

DNS的服务器进行转换；

陈家琪计算机网络-第4章网络层32

•每个主机有一个ARP高速缓存，里面有IP地址到硬

件地址的映射表；

•主机A首先在ARP高速缓存中查找主机B的IP地址

对应的硬件地址，然后将此硬件地址写入MAC

帧，再通过局域网发往此硬件地址。

源主机名^gj=209.0y]

H-a

IP=

H-b

目的主机名

DNS

目的主机

IP地址目的主机名

IP=H・b

目的主机ARP

｛网卡

、硬件地址人

08001234567808001234567相

陈家琪计算机网络-第4章网络层33

若ARP高速缓存中没有主机B的映射项，主机自

动运行ARP进程来寻找主机B的硬件地址：

①ARP进程广播发送一个ARP请求分组，内含主机B的IP地

址；

②所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组；

③主机B在ARP请求分组中见到自己的IP地址，就向主机A发送

一个ARP响应分组，内含主机B的硬件地址；

④主机A收到主机B的ARP响应分组后，就在ARP高速缓存中写

入主机B的IP地址到硬件地址的映射。

陈家琪计算机网络-第4章网络层34

主机A广播发送

ARP请求分组我是,硬件地址是00・00・C0-15-AD-18]

我想知道主机的硬件地址

仁ARP请求ARP请求ARP请求？ARP请求0

1

0

IX1YIZ

-I-I

一J_jB

00-00-C0-15-AD-18

00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A

陈家琪计算机网络-第4章网络层35

反向地址解析协议RARP

(TheReverseAddressResolutionProtocol)

•解决MAC地址与IP地址的转换(映射)问题。

主要用于无盘工作站启动；

•RARP的工作过程：

-在局域网中有一个主机充当RARP服务器；内建

硬件地址到IP地址的映射表。

-无盘工作站广播发送一个RARP请求分组，内含

自己的硬件地址；

-RARP服务器收到RARP请求分组后，从映射表

中查出该无盘工作站的IP地址，然后发回一个

RARP响应分组，内含无盘工作站的IP地址；

-无盘工作站收到RARP响应分组后，就获得自己

的IP地址。

陈家琪计算机网络-第4章网络层36

因特网控制报文协议ICMP

(TheInternetControlMessageProtocol)

•主要用来分组在传输中，由主机和路由器报告差错

情况和提供有关异常的报告及网络测试。

•ICMP报文封装在IP数据报分组中。

•ICMP报文类型

-ICMP差错报文

-ICMP测试寺艮文

•例，ICMP请求报文是由主机和路由器向目的主机发

出的询问，目的主机收到后回送ICMP应答报文。

•应用层的Ping程序使用它们就是来测试主机之间的

连通性。

陈家琪计算机网络-第4章网络层37

ICMP报文的格式

前4个字节081631

都是一样的

IP数据报

陈家琪计算机网络-第4章网络层38

ICMP报文

A种类

•ICMP差错报告报文

•终点不可达

•源站抑制

•时间超过

•参数问题

•改变路由（重定向）

•ICMP询问与艮文

•回送请求和回答4艮文

•时间戳请求和回答报文

•掩码地址请求和回答报文

•路由器询问和通告报文

陈家琪计算机网络-第4章网络层39

ICMP差错报告报文的数据字段的内容

IP数据报的数据字段

_________________________________________人-----------------------------------------------

IP数据报

陈家琪计算机网络-第4章网络层40

PING(PacketInterNetGroper)

>PING用来测试两个主机之间的连通性。

>PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。

>PING是应用层直接使用网络层ICMP的例

子，它没有通过运输层的TCP或UDP。

陈家琪计算机网络-第4章网络层41

路由选择机制

1.层次结构的编址方案

主机地址=主机接入的路由器号+主机接入的路由器低速端口号

路由器

日21

，，，I"I''EJ

34

路由器号［低速端口号|_|I__I目的站下一站

路由器

[3,2]\r口,1]3

口,3]路由器3

路由器转发分组时只使用主机地址的[2,1]本路由器

第一部分；只有分组到达目的主机相连的[2,3]本路由器

路由器时，路由器才使用主机地址的第二[3,2]路由器3

路由器

部分。[4,2]4

路由表与源站地址无关。路由器2中的路由表

陈家琪计算机网络-第4章网络层42

路由选择机制

2.路由选择的实现-路由表

3

计算机

通信网络子网拓朴图

路由器1的路由表路由器2的路由表路由器3的路由表路由器4的路由表

目的站下一站目的站下一站目的站下一站目的站下一站

1-131113

232-2222

33333-33

4344444-

陈家琪计算机网络-第4章网络层43

路由表的简化一消除重复项目

网络越大，重复项目越多。

使用默认路由代替所有的具有相同“下一站”的项

目。

默认路由比其它项目的优先级地。若转发分组时

找不到明确的项目对应，就使用默认路由。

路由器1的路由表路由器2的路由表路由器3的路由表路由器4的路由表

目的站下一站目的站下一站目的站下一站目的站下一站

1-2・1122

*3442241-

*33-*3

44

陈家琪计算机网络-第4章网络层44

路由算法

­路由算法

-就是产生路由表的算法；

-是网络层软件的一部分。

-子网采用数据报方式，每个包都要做路由选择；

-子网采用虚电路方式，只需在建立连接时做一次

路由选择。

•理想的路由算法

-正确性(correctness):算法必须正确；

-简单性(simplicity):算法开销小，效率高；

-健壮性(robustness):算法能适应网络负荷和拓朴的变

化；

-稳定性(stability):算法必须收敛，不能振荡发散；

振荡：算法得出的路由是在一些路由之间回荡。

陈家琪计算机网络-第4章网络层45

-公平性（fairness）:算法对所有用户必须是平等的；

-最优性（optimality）:算法应提供最佳路径选择；

最佳：链路长度、传输时延、数据速率、链路容量、链路

差错率、链路丢失率等。

­路由算法分类

-非自适应算法（静态路由算法）

简单、开销小，但不能适应网络状态变化;

采用离线方式求出路由表。

-自适应算法（动态路由算法）；

复杂、开销大，但能适应网络状态变化;

陈家琪计算机网络-第4章网络层46

最优化原则(optimalityprinciple)

•从所有的源结点到一个给定的目的结点的最优路由

的集合形成了一个以目的结点为根的树，称为汇集

树(sinktree);

•路由算法的目的是找出并使用汇集树。

子网图5・6路由器B的汇集树

陈家琪计算机网络-第4章网络层47

最短路径路由算法(ShortestPathRouting)

•属于静态路由算法

•基本思想

-构建子网的拓扑图，图中的每个结点代表一个路

由器，每条弧代表一条通信线路。为了选择两个

路由器间的路由，算法在图中找出最短路径。

•测量路径长度的方法

-结点数量

-地理距离

-传输延迟

-距离、信道带宽等参数的加权函数

陈家琪计算机网络-第4章网络层48

Dijkstra算法

采用标注的方式求出某一结点的汇集树和路由表。

①每个结点用从源结点沿已知最佳路径到本结点的距离

兼标注，标注分为临时性标注和永久性标注；

②初始时，所有结点都为临时性标注，标注为无穷大；

③将源结点标注为0,且为永久性标注，并令其为工作结

点；

④检查与工作结点相邻的临时性结点，若该结点到工作

结点的距离与工作结点的标注之和小于该结点的标

注，则用新计算得到的和重新标注该结点；

⑤在整个图中查找具有最小值的临时性标注结点，将其

变为永久性结点，并成为下一轮检查的工作结点；

重复第④、⑤步，直到所有结点成为工作结点；

陈家琪计算机网络-第4章网络层49

G(6,A)H(8.—)△G(5.E)H(oo.-)

(c)•・G(5,E)vG(6,A)(d)

VC(9,B)=C(9,F)

「.G(5,E)取代G(6,A)

B(2,A)・怀罂品)B(2,A)C(9,B)

ADg—)AD(°0.—)

D(1O,H)

G(5,E)H(9,G)G(5,E)

(e)(D

取代H(9,G)

陈家琪计算机网络-第4章网络层50

结点A的路由表

结点A的汇集树目的站下一站

,

A

BB

CB

DB

EB

FB

GB

HB

同理，以结点E为源结点，采用Dijkstra算法,

求出结点E的汇集树和路由表：结点E的路由表

目的站下一站

结点E的汇集树B

A

BB

CF

DF

■

E

FF

GG

HF

陈家琪计算机网络-第4章网络层51

扩散算法(Flooding)

属于静态路由算法

•基本思想

把收到的每一个包，向除了该包到来的线路外的

所有输出线路发送。

•主要问题

产生大量重复包，导致出现拥塞现象。

•解决措施

方法1:每个包头包含站点计数器(端到端的最大

段数)，每经过一站计数器减1,为0时则丢弃该

包。

方法2:在每个节点建立一个登记表，凡经过此节

点的进行登记，若再次经过该节点，丢弃该包。

陈家琪计算机网络-第4章网络层52

•选择性扩散算法(selectiveflooding)

-扩散法的一种改进。

-将进来的每个包仅发送到与正确方向接近的线路上。

•应用情况

-路由器和线路的资源过于浪费，实际很少直接采

用；

—具有很强的健壮性，常用于军用网；

-作为衡量标准评价其它路由算法。

陈家琪计算机网络-第4章网络层53

距离矢量路由算法(DistanceVectorRouting)

・属于动态路由算法

最初应用于ARPANET,后来应用于因特网的RIP协

议(路由信息协议)。

•基本思想

-每个结点通过测取与相邻结点的距离，再依据与其

相邻结点交换的距离信息，间接地求出路由表；

-各结点周期性地测取相邻结点的距离；

向相邻结点发送它到每个目的结点的距离表，

同时，它也接收每个邻居结点发来的距离表；

-结点中的老路由表在计算中不被使用。

陈家琪计算机网络-第4章网络层54

每个结点，的路由表中保持两个向量：

sil

结点，的结点，的：

时延向量：5=••后继结点向量:与=书

IJ*

*

MNsiN

rr

距离表

4j为结点if结的最小时延的当前估计值（4i=0）;

Sij为后继结点，即，从结点if结禹的当前最小时延路

由中结点i的后继结点；

N为网络中结点数；

陈家琪计算机网络-第4章网络层55

对于任一结点左：

dkj=["&+dgl

选取不同的，，得到ieA

Skj=i,这个i使Mi+%]为最小

其中，九为结点左测取相邻结点i的时延；

均为相邻结点时延向量R中的时延值;

A为结点左的所有相邻结点的集合；

j为目的结点。

最终得到结点左的：［dkl~Skl

*

**

时延向量：D=d

kkj后继结点向量:sk=skj

（距离表）

其中，加=0'-skN

其中，skk=~

陈家琪计算机网络-第4章网络层56

网络拓朴结点1的路由表-更新前

目的站延迟下一站

10■

222

353

414

563

683

DIS1

结点1测取相来自相邻结点时延向量结点1的路由表-更新后

邻结点的时延

Ld[2=1

Yd13=4及

d14=2

陈家琪计算机网络-第4章网络层57

结点1测取相来自相邻结点时延向量结点1的路由表-更新后

邻结点的时延

ld[2=1

<d[3=4及

d14=2

求d12和S12：

d+d2-1+6^1<—最小VJ12+J23=1钻产4[

122I'

/13+〃33=4*）=41相等

413+^32=4+3=7

II

由4+W2=2+2三4414+443=2f2三4

、,、/

,,d]2=l，§12=2**•43=4,Su=3或2或4

选取513=3,（最直接）

陈家琪计算机网络-第4章网络层58

结点1测取相来自相邻结点时延向量结点1的路由表-更新后

邻结点的时延

ld[2=1

<d[3=4及

d14=2

求心4和§14：

心2+=1+2^3J+tZ5=1+3=4

I•122I•

I»

413+434=4+2=6"13+/35=441=5

II•I

由最小W4+=2+li=3一最小

4+d44=2+.、0/^2<—d45、/

,,心4=2,S]4=4・・d15=3?*5=4

陈家琪计算机网络-第4章网络层59

结点1测取相来自相邻结点时延向量结点1的路由表-更新后

目的站延迟下一站

L

0■

C

M12

c

o43

寸

24

g

34

9

d16=5s16=4

DIS1

结点1的路由表-更新前

目的站延迟下一站

10■

222

413+〃36=4,3^7

I•353

"14+〃46=2中95<—最小414

563

・・d16=5,s16=4

683

DIS1

陈家琪计算机网络-第4章网络层60

结点J收到的相邻Newestimated

,,delaydelaydelaydelayNew

结点J测取相存jisisisisrouting

结点的时延匚二810126table

forJ

图5・9(b)路由表

陈家琪计算机网络-第4章网络层61

距离矢量路由算法一时延的测取

方法1：ARPANET最初采用，更新周期为128ms。

把在一个结点向某条链路发送的等待队列中的分

组数目作为时延。

缺点：等待队列长度并不能准确反应时延。影响时延的

因素还有存储转发处理时间、链路的数据传输

率、分组长度、…

方法2：ARPANET后期采用，更新周期为10s。

采用实测方式。分组到达时，记录到达时刻Tr；

当该分组转发完成时，记录完成时刻Te。

即，时延了d=7e一万+物理链路时延

注：Te-Tr包含了分组存储处理时间、等待队列时间、

分组转发用时等。

陈家琪计算机网络-第4章网络层62

链路状态路由算法(LinkStateRouting)

•距离向量路由算法的主要问题

-选择路由时，没有考虑线路带宽；

-路由收敛速度慢。

链路状态路由算法

・发现邻居结点，获取它们的网络地址；

-路由器启动后，通过发送一个HELLO分组，从邻

居结点的应答中发现邻居结点。

•测量到每个邻居结点的时延；

-发送一个要对方立即响应的ECHO分组，往返时间

除以2即为时延。

陈家琪计算机网络-第4章网络层63

•构造链路状态分组;

-分组以发送方的标识符开头，后面是顺序号、寿命

和列表；

-列表中包含邻居结点，和本结点到它们的时延；

-链路状态分组定期创建或发生重大事件时创建。

LinkStatePackets

AF

顺序号Seq.Seq.

D寿命AgeAge